JP2009115336A - 冷凍装置 - Google Patents

Abstract

【課題】３台の圧縮機を駆動させて店内の暖房と庫内の冷却とを行う運転において、１００％の熱回収を可能とすること。
【解決手段】冷蔵回路（80）および冷凍回路（90）専用の第１圧縮機（31）と、空調回路（70）専用の第３圧縮機（33）と、冷蔵・冷凍用と空調用とに切換可能な応援用の第２圧縮機（32）とが並列に接続されている。店内の暖房と庫内の冷却とを行う運転において、第１圧縮機（31）の吸入側と第３圧縮機（33）とを連絡させる連絡回路（60）を備えている。
【選択図】図６

Description

本発明は、冷凍装置に関し、特に、空調用および冷蔵・冷凍用の複数の圧縮機を備えた冷凍装置に係るものである。

従来より、コンビニエンスストア等に設置され、店内の空調と食品等が貯蔵されるショーケースなどの冷却とを行う冷凍装置が知られている。例えば、特許文献１に開示されている冷凍装置は、室外ユニット（熱源側ユニット）に対して、利用側ユニットとして空調ユニットと冷蔵・冷凍用のショーケースとが互いに並列に接続された冷媒回路を備えている。室外ユニットには、室外熱交換器が設けられると共に、空調専用の圧縮機と、ショーケース専用の圧縮機と、空調用とショーケース用とに切換可能な応援用の圧縮機の３台の圧縮機が互いに並列に設けられている。

また、上記冷凍装置では、連絡配管の本数を減らすため、室外ユニットと空調ユニットおよびショーケースとが３本（２本のガス側連絡配管と、１本の液側連絡配管）の連絡配管で接続されている。つまり、２本のガス側連絡配管（4）のうち、１本は空調専用の圧縮機の吸入側と空調ユニットとを連通させるもので、もう１本はショーケース専用の圧縮機の吸入側とショーケースとを連通させるものである。

上記冷凍装置では、店内の暖房とショーケースの冷却とを同時に行う運転として、室外熱交換器を用いずに行う第１暖房冷凍運転（いわゆる１００％熱回収運転）が可能である。この熱回収運転では、ショーケース専用の圧縮機と応援用の圧縮機が駆動され、空調専用の圧縮機が停止状態となる。駆動された各圧縮機の吐出冷媒は、室外ユニットから１本のガス側連絡配管を通じて空調ユニットへ送られ、凝縮する。これにより、店内の暖房が行われる。凝縮した冷媒はショーケースに送られて蒸発し、ショーケースの冷却が行われる。蒸発した冷媒は、もう１本のガス側連絡配管を通じて室外ユニットに送られ、２台の圧縮機に吸入される。つまり、この運転は、ショーケースの冷却能力（蒸発熱量）と、空調ユニットの暖房能力（凝縮熱量）とがバランスし、１００％の熱回収が行われる。これにより、エネルギー的に無駄のない運転が可能となる。
特開２００５−１３４１０３号公報

ところで、上記特許文献１の冷凍装置では、店内の暖房能力が不足している場合、空調専用の圧縮機も加えて３台の圧縮機を駆動させる第３暖房冷凍運転が可能である。つまり、この運転は、３台の圧縮機の吐出冷媒が空調ユニットで凝縮し、その一部がショーケースへ送られて蒸発する一方、残りが室外熱交換器へ送られて蒸発する。そして、ショーケースで蒸発した冷媒はガス側連絡配管を通じてショーケース専用の圧縮機および応援用の圧縮機へ吸入され、室外熱交換器で蒸発した冷媒は空調専用の圧縮機へ吸入される。

しかしながら、この第３暖房冷凍運転では、上述した１００％の熱回収を行うことができないという問題があった。つまり、ショーケースがショーケース専用の圧縮機および応援用の圧縮機の吸入側のみに接続されているため、ショーケースだけでは冷媒の蒸発量が不足してしまい、その不足分を室外熱交換器で蒸発させる必要があった。したがって、充分な熱回収が行えず、省エネ性が低下するという問題があった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、店内の空調専用の圧縮機と、ショーケースの冷却専用の圧縮機と、空調用と冷却用とに切り換えて運転される応援用の圧縮機とを備えた冷凍装置において、３台の圧縮機を駆動させて店内の暖房とショーケースの冷却とを同時に行う運転時に、１００％の熱回収を可能とすることである。

第１の発明は、圧縮機構を有する熱源側回路（30）に、利用側熱交換器（71,81）を有する第１利用側回路（70）および第２利用側回路（80）が接続されて冷凍サイクルを行う冷媒回路（20）を備え、上記圧縮機構は、吸入側が上記第１利用側回路（70）に接続される第３圧縮機（33）と、吸入側が第２利用側回路（80）に接続される第１圧縮機（31）と、吸入側が上記第１利用側回路（70）と第２利用側回路（80）とに切換可能に接続される応援用の第２圧縮機（32）とが互いに並列に接続されている冷凍装置を前提としている。そして、本発明は、上記圧縮機構の吐出冷媒が上記第１利用側回路（70）の利用側熱交換器（71）で凝縮した後上記第２利用側回路（80）の利用側熱交換器（81）で蒸発して上記第１圧縮機（31）の吸入側へ戻る所定の運転時に、該第１圧縮機（31）の吸入側の冷媒の一部が上記第３圧縮機（33）の吸入側へ流れる連絡回路（60）を備えているものである。

上記の発明では、例えば、第１利用側回路（70）によって室内の空調が行われ、第２利用側回路（80）によって冷蔵庫内の冷却が行われる。ここで、室内の暖房負荷が比較的低い場合、第１圧縮機（31）と第２圧縮機（32）が運転される。この運転では、各圧縮機（31,32）の吐出冷媒が第１利用側回路（70）の利用側熱交換器（71）へ流れて、室内空気へ放熱して凝縮する。これにより、室内の暖房が行われる。凝縮した冷媒は、第２利用側回路（80）の利用側熱交換器（81）へ流れて、庫内空気から吸熱して蒸発する。蒸発した冷媒は、第１圧縮機（31）の吸入側に流れて、第１圧縮機（31）および第２圧縮機（32）へ吸入される。このように、この運転では、第１利用側回路（70）で凝縮した冷媒の全量が第２利用側回路（80）で蒸発する。つまり、第１利用側回路（70）の暖房能力（凝縮熱量）と、第２利用側回路（80）の冷却能力（蒸発熱量）とがバランスし、１００％の熱回収が行われる。

次に、室内の暖房負荷が高くなると、第３圧縮機（33）も追加で運転される。この場合も、各圧縮機（31,32,33）の吐出冷媒は、第１利用側回路（70）へ流れて凝縮する。この場合の第１利用側回路（70）における冷媒循環量は、上述した２台の圧縮機（31,32）を駆動した場合よりも多くなるため、その分だけ暖房能力が増大する。第１利用側回路（70）で凝縮した冷媒は、第２利用側回路（80）へ流れる。

ここで、従来のように第２利用側回路（80）が第１圧縮機（31）および第２圧縮機（32）のみに接続されていると、第２利用側回路（80）では圧縮機（31,32）２台分の蒸発量しか稼げず、凝縮した冷媒の一部は蒸発しきれない。つまり、第２利用側回路（80）において蒸発熱が不足してしまう。したがって、その一部の冷媒は、例えば熱源側回路（30）の熱源側熱交換器へ供給して蒸発させる必要がある。そして、この蒸発した冷媒は、第３圧縮機（33）へ吸入される。つまり、この場合は、蒸発熱を熱源側熱交換器から得ることになる。ところが、本発明では、第１圧縮機（31）の吸入側に流れた冷媒の一部は第１圧縮機（31）および第２圧縮機（32）へ吸入され、残りが連絡回路（60）を通じて第３圧縮機（33）へ吸入される。つまり、第２利用側回路（80）は連絡回路（60）によって第３圧縮機（33）の吸入側にも連通している。これにより、第２利用側回路（80）における必要な蒸発熱が確保される。したがって、第１利用側回路（70）の凝縮熱量と、第２利用側回路（80）の蒸発熱量とがバランスして、１００％の熱回収運転が行われる。

第２の発明は、上記第１の発明において、上記第１利用側回路（70）と第２利用側回路（80）とに分岐して供給される液冷媒が流れる上記冷媒回路（20）の液管（52）に設けられ、該液管（52）の液冷媒を過冷却するための過冷却熱交換器（37）と、上記液管（52）の液冷媒から分岐した分岐冷媒によって上記液管（52）の液冷媒を過冷却するように、上記分岐冷媒が上記液管（52）から分岐して上記過冷却熱交換器（71）へ流れるための過冷却用通路（54）とを備えている。一方、上記連絡回路（60）は、上記所定の運転以外の運転時に上記過冷却用通路（54）の過冷却後の分岐冷媒が第３圧縮機（33）の吸入側に流れるガスインジェクション管（61）を備え、上記所定の運転時には上記第１圧縮機（31）の吸入側の冷媒の一部が上記ガスインジェクション管（61）を通じて上記第３圧縮機（33）の吸入側へ流れるように構成されているものである。

上記の発明では、過冷却熱交換器（37）で過冷却された液冷媒が第１利用側回路（70）および第２利用側回路（80）へ流れる。そして、第１利用側回路（70）では、液冷媒が室内空気から吸熱して蒸発し、室内の冷房が行われる。第２利用側回路（80）では、液冷媒が庫内空気から吸熱して蒸発し、庫内の冷却が行われる。第１利用側回路（70）で蒸発した冷媒は第３圧縮機（33）へ吸入され、第２利用側回路（80）で蒸発した冷媒は第１圧縮機（31）および第２圧縮機（32）へ吸入される。このように、この運転では、室内の冷房と庫内の冷却とが同時に行われる。なお、ここでは、第２圧縮機（32）は第２利用側回路（80）を応援しているものと仮定している。

過冷却用通路（54）の過冷却後の分岐冷媒は、ガスインジェクション管（61）を通じて第３圧縮機（33）へ吸入される。これは、第３圧縮機（33）の吐出冷媒の一部が液冷媒の過冷却用に用いられたことになる。これにより、第１利用側回路（70）へ供給される液冷媒量がその分減少する。ところが、液冷媒は過冷却されているため、その熱量が増大している。したがって、第１利用側回路（70）における冷房能力はそれ程低下しない。第２利用側回路（80）では、液冷媒量は変化せず、過冷却によって冷媒の熱量が増大している。したがって、第２利用側回路（80）における冷却能力は増大する。

第３の発明は、上記第２の発明において、上記連絡回路（60）は、上記所定の運転以外の運転時に、上記過冷却用通路（54）の過冷却後の分岐冷媒の全量が上記ガスインジェクション管（61）を通じて上記第３圧縮機（33）の吸入側に流れる第１状態と、上記過冷却用通路（54）の過冷却後の分岐冷媒の一部が上記ガスインジェクション管（61）から分岐して上記第１圧縮機（31）の吸入側に流れ且つ残りが上記第３圧縮機（33）の吸入側に流れる第２状態とに切り換える流路切換手段（44）を備えているものである。

上記の発明では、連絡回路（60）が第１状態に切り換えられると、過冷却熱交換器（37）からガスインジェクション管（61）へ流入した分岐冷媒の全量が第３圧縮機（33）へ吸入される。また、連絡回路（60）が第２状態に切り換えられると、ガスインジェクション管（61）へ流入した冷媒は、第１圧縮機（31）および第２圧縮機（32）と、第３圧縮機（33）とに分流して吸入される。この第２状態では、第１状態に比べて、第１利用側回路（70）へ供給される冷媒量が増大し、その分第２利用側回路（80）へ供給される冷媒量が減少する。したがって、第２状態では、第１状態に比べて、室内の冷房能力が増大する一方、庫内の冷却能力が低下する。このように、本発明では、連絡回路（60）が第１状態と第２状態とに切り換えられることにより、冷房能力および冷却能力が調節される。

第４の発明は、上記第３の発明において、上記連絡回路（60）の流路切換手段（44）は、４つのポートのうち第２ポートが閉鎖された四路切換弁である。そして、上記連絡回路（60）は、上記ガスインジェクション管（61）から分岐して上記四路切換弁の第１ポートに接続され、且つ、該第１ポートへ向かう冷媒流れのみを許容する逆止弁（CV）を有する第１ガス管（62）と、上記第１圧縮機（31）の吸入側から分岐して上記四路切換弁の第３ポートに接続される第２ガス管（63）と、上記四路切換弁の第４ポートに接続され上記圧縮機構の吐出側に連通する第３ガス管（64）と、上記第１ガス管（62）の逆止弁（CV）の下流と上記第２ガス管（63）との間に接続され、且つ、上記第１ガス管（62）へ向かう冷媒流れのみを許容する逆止弁（CV）を有する第４ガス管（65）とを備えているものである。

上記の発明では、四路切換弁が切り換わることによって連絡回路（60）が第１状態と第２状態とに切り換わる。先ず室内の冷房と庫内の冷却とを行う場合について説明する。四路切換弁において第１ポートと第４ポートとが連通し且つ第２ポートと第３ポートとが連通する状態に切り換わると、連絡回路（60）が第１状態に切り換わる。この状態では、四路切換弁の第１ポートに圧縮機構の吐出圧力が作用する。そうすると、過冷却熱交換器（37）からガスインジェクション管（61）へ流入した分岐冷媒は、第１ガス管（62）へは分岐せずに全量が第３圧縮機（33）の吸入側へ流れる。また、四路切換弁において第１ポートと第３ポートとが連通し且つ第２ポートと第４ポートとが連通する状態に切り換わると、連絡回路（60）が第２状態に切り換わる。この状態では、四路切換弁の第１ポートが第１圧縮機（31）の吸入側に連通する。そうすると、過冷却熱交換器（37）からガスインジェクション管（61）へ流入した分岐冷媒の一部は、第１ガス管（62）と四路切換弁と第２ガス管（63）とを順に介して、第１圧縮機（31）および第２圧縮機（32）へ吸入される。分岐冷媒の残りは、そのまま第３圧縮機（33）へ吸入される。

また、３台の圧縮機（31,32,33）を駆動させて室内の暖房と庫内の冷却とを行う場合、連絡回路（60）が第１状態に切り換わる。この状態では、第１利用側回路（70）で凝縮した冷媒が第２利用側回路（80）で蒸発して第１圧縮機（31）の吸入側に流れる。そして、その冷媒の一部は、第２ガス管（63）、第４ガス管（65）および第１ガス管（62）を順に介してガスインジェクション管（61）へ流れ、その後第３圧縮機（33）へ吸入される。第１圧縮機（31）の吸入側における冷媒の残りは、そのまま第１圧縮機（31）および第２圧縮機（32）へ吸入される。

第５の発明は、上記第２の発明において、上記連絡回路（60）は、上記第１圧縮機（31）の吸入側から分岐して上記ガスインジェクション管（61）に接続され、且つ、該ガスインジェクション管（61）側から順に、上記第１圧縮機（31）の吸入側へ向かう冷媒のみを許容する逆止弁（CV）およびキャピラリチューブ（62a）を有する第１ガス管（62）と、上記第１ガス管（62）の逆止弁（CV）およびキャピラリチューブ（62a）をバイパスするように上記第１ガス管（62）に接続され、且つ、上記第１ガス管（62）の逆止弁（CV）の上流に向かう冷媒流れのみを許容する逆止弁（CV）を有する第２ガス管（63）とを備えているものである。

上記の発明では、室内の冷房と庫内の冷却とを行う場合、過冷却熱交換器（37）からガスインジェクション管（61）へ流入した分岐冷媒の一部が第１ガス管（62）へ分岐する。この分岐した冷媒は、第１圧縮機（31）および第２圧縮機（32）へ吸入される。ガスインジェクション管（61）の残りの冷媒は、そのまま第３圧縮機（33）へ吸入される。また、３台の圧縮機（31,32,33）を駆動させて室内の暖房と庫内の冷却とを行う場合、第１利用側回路（70）で凝縮した冷媒が第２利用側回路（80）で蒸発して第１圧縮機（31）の吸入側に流れる。そして、その冷媒の一部は、第１ガス管（62）、第２ガス管（63）、第１ガス管（62）を順に介してガスインジェクション管（61）へ流れ、その後第３圧縮機（33）へ吸入される。第１圧縮機（31）の吸入側における冷媒の残りは、そのまま第１圧縮機（31）および第２圧縮機（32）へ吸入される。

以上のように、本発明によれば、３台の圧縮機（31,32,33）を駆動させて例えば第１利用側回路（70）で室内の暖房を行う同時に第２利用側回路（80）で庫内の冷却を行う場合、第２利用側回路（80）で蒸発した冷媒の一部を第３圧縮機（33）の吸入側へ流す連絡回路（60）を設けるようにした。したがって、第２利用側回路（80）で蒸発した冷媒の全量を３台の圧縮機（31,32,33）へ吸入させることができる。言い換えると、熱源側回路（30）の熱源側熱交換器を用いることなく、第１利用側回路（70）で凝縮した冷媒の全量を第２利用側回路（80）だけで蒸発させることができる。これにより、第１利用側回路（70）の凝縮熱量と、第２利用側回路（80）の蒸発熱量とをバランスさせて１００％の熱回収を行うことができる。その結果、省エネ性が向上する。

また、第２の発明によれば、連絡回路（60）にガスインジェクション管（61）を設けて、過冷却用通路（54）の過冷却後の分岐冷媒を第３圧縮機（33）の吸入側へ戻すようにした。したがって、第１利用側回路（70）のための第３圧縮機（33）を過冷却用として用いることができる。これにより、第２利用側回路（80）の能力（庫内の冷却能力）を大幅に増大させることができる。

また、第３の発明によれば、連絡回路（60）に流路切換手段（44）を設けて、ガスインジェクション管（61）の冷媒の全量を第３圧縮機（33）へ吸入させる状態と、ガスインジェクション管（61）の冷媒を例えば第１圧縮機（31）および第２圧縮機（32）と第３圧縮機（33）とに分流させて吸入させるようにした。したがって、第１利用側回路（70）および第２利用側回路（80）へ供給される冷媒量を細かく調節することができる。よって、第１利用側回路（70）および第２利用側回路（80）の能力を細かく調節することができる。その結果、必要能力にできるだけ合った能力調整が可能となり、一層省エネ性を向上させることができる。

また、第４の発明によれば、四路切換弁を切り換えるだけで連絡回路（60）を第１状態と第２状態とに切り換えることができる。したがって、第１利用側回路（70）および第２利用側回路（80）の能力調整、１００％の熱回収運転を容易に行うことができる。

また、第５の発明によれば、連絡回路（60）において四路切換弁を省略しても、過冷却後の分岐冷媒を各圧縮機（31,32,33）へ分流させて戻すことができ、また１００％の熱回収運転を行うことができる。したがって、連絡回路（60）を簡易な構成とすることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

《実施形態１》
本発明の実施形態１について説明する。本実施形態１に係る冷凍装置（10）は、コンビニエンスストア等に設けられ、冷蔵庫および冷凍庫の冷却と、室内の空調とを同時に行うものである。

図１に示すように、冷凍装置（10）は、室外ユニット（11）と、空調ユニット（12）と、冷蔵ショーケース（13）と、冷凍ショーケース（14）とを備えている。室外ユニット（11）には、熱源側回路を構成する室外回路（30）が設けられている。空調ユニット（12）には、第１利用側回路を構成する空調回路（70）が設けられている。冷蔵ショーケース（13）には、第２利用側回路を構成する冷蔵回路（80）が設けられている。冷凍ショーケース（14）には、第３利用側回路を構成する冷凍回路（90）が設けられている。この冷凍装置（1）では、室外回路（30）に対して複数の利用側回路（70,80,90）が並列に接続されることで、蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う冷媒回路（20）が構成されている。そして、本実施形態では、空調回路（70）が第１利用系統を、冷蔵回路（80）および冷凍回路（90）が第２利用系統をそれぞれ構成している。

上記室外回路（30）と各利用側回路（70,80,90）は、液側連絡配管（24）、第１ガス側連絡配管（25）および第２ガス側連絡配管（26）によって互いに接続されている。液側連絡配管（24）の一端は、室外回路（30）の液側閉鎖弁（21）に接続されている。液側連絡配管（24）の他端は、第１液分岐管（24a）、第２液分岐管（24b）および第３液分岐管（24c）の３つに分岐しており、第１液分岐管（24a）が空調回路（70）に、第２液分岐管（24b）が冷蔵回路（80）に、第３液分岐管（24c）が冷凍回路（90）にそれぞれ接続されている。第１ガス側連絡配管（25）は、一端が室外回路（30）の第１ガス側閉鎖弁（22）に接続され、他端が空調回路（70）に接続されている。第２ガス側連絡配管（26）の一端は、室外回路（30）の第２ガス側閉鎖弁（23）に接続されている。第２ガス側連絡配管（26）の他端は、第１ガス分岐管（26a）および第２ガス分岐管（26b）の２つに分岐しており、第１ガス分岐管（26a）が冷蔵回路（80）に、第２ガス分岐管（26b）が冷凍回路（90）にそれぞれ接続されている。

〈室外ユニット〉
上記室外ユニット（11）の室外回路（30）には、第１から第３までの３台の圧縮機（31,32,33）と、室外熱交換器（34）と、レシーバ（35）と、室外膨張弁（36）と、過冷却熱交換器（37）と、過冷却用膨張弁（38）と、第１から第４までの４つの四路切換弁（41,42,43,44）とが設けられている。

上記各圧縮機（31,32,33）は、高圧ドーム式のスクロール型圧縮機で構成されている。第１圧縮機（31）は、可変容量式の圧縮機を構成している。つまり、第１圧縮機（31）は、インバータ制御によって回転速度が可変に構成されている。一方、第２圧縮機（32）および第３圧縮機（33）は、回転速度が一定の固定容量式の圧縮機を構成している。なお、第３圧縮機（33）は、可変容量式のものであってもよい。

また、上記各圧縮機（31,32,33）は、冷凍装置（10）の圧縮機構を構成し、該圧縮機構は、第１利用系統の圧縮機構と、第２利用系統の圧縮機構とから構成されている。具体的に、第１圧縮機（31）は、原則として、冷蔵・冷凍用の第２利用系統に固定的に用いられ、第３圧縮機（33）は、原則として、空調用の第１利用系統に固定的に用いられる。一方、第２圧縮機（32）は、第１利用系統と第２利用系統に切り換えて用いられ、第１利用系統および第２利用系統の応援用の圧縮機を構成している。

上記第１圧縮機（31）の吸入側には、第１吸入管（46）の一端が接続されている。第１吸入管（46）の他端は、上記第２ガス側閉鎖弁（23）に接続されている。第２圧縮機（32）の吸入側には、第２吸入管（47）の一端が接続されている。第２吸入管（47）の他端は、上記第３四路切換弁（43）に接続されている。第３圧縮機（33）の吸入側には、第３吸入管（48）の一端が接続されている。第３吸入管（48）の他端は、上記第２四路切換弁（42）に接続されている。

上記第１圧縮機（31）、第２圧縮機（32）および第３圧縮機（33）の吐出側には、それぞれ第１吐出管（45a）、第２吐出管（45b）および第３吐出管（45c）の一端が接続されている。これら各吐出管（45a,45b,45c）の他端は、合流して吐出合流管（45）の一端に接続されている。吐出合流管（45）の他端は、上記第１四路切換弁（41）に接続されている。

上記各吐出管（45a,45b,45c）には、逆止弁（CV）がそれぞれ設けられている。この逆止弁（CV）は、図１等に示す矢印方向の冷媒流れのみを許容するものである（なお、以下に記載する逆止弁（CV）についても同様である）。吐出合流管（45）には、油分離器（39）が設けられている。この油分離器（39）と第１吸入管（46）との間には、第１油戻し管（66）が接続されている。第１油戻し管（66）と第３吸入管（48）との間には、第２油戻し管（67）が接続されている。これら油戻し管（66,67）は、油分離器（39）で冷媒から分離された冷凍機油を第１吸入管（46）および第３吸入管（48）に戻すためのものである。なお、各油戻し管（66,67）には、開閉自在な電磁弁（SV）がそれぞれ設けられている。

上記室外熱交換器（34）は、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器であって、熱源側熱交換器を構成している。室外熱交換器（34）の近傍には、室外ファン（40）が設けられている。この室外熱交換器（34）では、冷媒と室外ファン（40）によって送風される室外空気との間で熱交換が行われる。室外熱交換器（34）の一端は、第１四路切換弁（41）に接続されている。室外熱交換器（34）の他端は、第１液管（51）を介して上記レシーバ（35）の頂部に接続されている。レシーバ（35）の底部は、第２液管（52）を介して液側閉鎖弁（21）に接続されている。なお、第１液管（51）および第２液管（52）には、逆止弁（CV）がそれぞれ設けられている。

上記第１液管（51）と第２液管（52）との間には、バイパス管（53）が設けられている。つまり、バイパス管（53）の一端は、第１液管（51）における逆止弁（CV）の上流側に接続され、他端は、第２液管（52）における逆止弁（CV）の上流側に接続されている。そして、バイパス管（53）の途中には、室外膨張弁（36）が設けられている。室外膨張弁（36）は、開度が調節可能な電子膨張弁で構成されている。

上記第２液管（52）には、過冷却熱交換器（37）が設けられている。この過冷却熱交換器（37）は、高圧側流路（37a）と低圧側流路（37b）を備えている。過冷却熱交換器（37）は、高圧側流路（37a）および低圧側流路（37b）を流れる冷媒同士が熱交換するように構成されている。例えば、この過冷却熱交換器（37）は、プレート熱交換器により構成されている。

上記高圧側流路（37a）は、第２液管（52）におけるバイパス管（53）の接続位置よりも上流側に接続されている。つまり、高圧側流路（37a）は、流入端である一端がレシーバ（35）の底部に連通し、流出端である他端が液側閉鎖弁（21）に連通している。一方、低圧側流路（37b）の流入端である一端には、第１分岐管（54）が接続されている。この第１分岐管（54）は、第２液管（52）における逆止弁（CV）の下流側から分岐している。第１分岐管（54）には、過冷却用膨張弁（38）が設けられている。この過冷却用膨張弁（38）は、開度が調節可能な電子膨張弁で構成されている。また、低圧側流路（37b）の流出端である他端には、ガスインジェクション管（61）の一端が接続されている。ガスインジェクション管（61）の他端は、第３吸入管（48）における第２油戻し管（67）の接続位置よりも上流側に接続されている。なお、第１分岐管（54）は、本発明に係る過冷却用通路を構成している。

また、上記第１分岐管（54）と第１液管（51）との間には、第２分岐管（55）が設けられている。つまり、第２分岐管（55）は、一端が第１分岐管（54）における過冷却用膨張弁（38）の上流側に接続され、他端が第１液管（51）における逆止弁（CV）の下流側に接続されている。なお、第２分岐管（55）には、第１分岐管（54）側から順に、電磁弁（SV）および逆止弁（CV）が設けられている。

上記各四路切換弁（41,42,43,44）は、第１から第４までのポートを備えている。第１四路切換弁（41）は、第１ポートが吐出合流管（45）に、第２ポートが第２四路切換弁（42）の第４ポートに、第３ポートが室外熱交換器（34）に、第４ポートが第１ガス側閉鎖弁（22）にそれぞれ接続されている。第２四路切換弁（42）は、第１ポートが吐出合流管（45）における油分離器（39）の下流側に、第２ポートが第３吸入管（48）にそれぞれ接続される一方、第３ポートは閉鎖されている。

そして、上記第１四路切換弁（41）および第２四路切換弁（42）は、第１ポートおよび第３ポートが互いに連通し且つ第２ポートおよび第４ポートが互いに連通する第１状態（図１に実線で示す状態）と、第１ポートおよび第４ポートが互いに連通し且つ第２ポートおよび第３ポート互いに連通する第２状態（図１に破線で示す状態）とにそれぞれ切換可能となっている。

上記第３四路切換弁（43）は、第１ポートが第１接続管（49a）を介して第２四路切換弁（42）の第１ポートに連通し、第２ポートが第２吸入管（47）に接続され、第３ポートが第２接続管（49b）を介して第３吸入管（48）に接続され、第４ポートが第３接続管（49c）を介して第１吸入管（46）に接続されている。なお、第２接続管（49b）は、第３吸入管（48）における第２油戻し管（67）の接続位置よりも下流側に接続されている。第３接続管（49c）は、第１吸入管（46）における第１油戻し管（66）の接続位置よりも下流側に接続されている。また、第２接続管（49b）および第３接続管（49c）には、逆止弁（CV）がそれぞれ設けられている。つまり、第３四路切換弁（43）は、常時、第１ポートには各圧縮機（31,32,33）の吐出圧力が作用する一方、第２ポート、第３ポートおよび第４ポートには第２圧縮機（32）、第３圧縮機（33）および第１圧縮機（31）の吸入圧力がそれぞれ作用する。

そして、上記第３四路切換弁（43）は、第１ポートおよび第３ポートが互いに連通し且つ第２ポートおよび第４ポートが互いに連通する第１状態（図１に実線で示す状態）と、第１ポートおよび第４ポートが互いに連通し且つ第２ポートおよび第３ポートが互いに連通する第２状態（図１に破線で示す状態）とに切換可能となっている。また、本実施形態では、上述した第３四路切換弁（43）および各接続管（49a,49b,49c）が圧縮機切換手段を構成している。

上記第４四路切換弁（44）の第１ポートは、第１ガス管（62）を介してガスインジェクション管（61）に接続されている。第１ガス管（62）には、逆止弁（CV）が設けられている。第４四路切換弁（44）の第２ポートは、閉鎖されている。第４四路切換弁（44）の第３ポートは、第２ガス管（63）を介して第１吸入管（46）に接続されている。つまり、第２ガス管（63）は、第１吸入管（46）における第１油戻し管（66）の接続位置よりも上流側に接続されている。第４四路切換弁（44）の第４ポートは、第３ガス管（64）を介して第１接続管（49a）に接続されている。また、第１ガス管（62）と第２ガス管（63）との間には、逆止弁（CV）を有する第４ガス管（65）が接続されている。つまり、第４ガス管（65）は、第１ガス管（62）における逆止弁（CV）の上流側に接続されている。

そして、上記第４四路切換弁（44）は、第１ポートおよび第３ポートが互いに連通し且つ第２ポートおよび第４ポートが互いに連通する第１状態（図１に破線で示す状態）と、第１ポートおよび第４ポートが互いに連通し且つ第２ポートおよび第３ポートが互いに連通する第２状態（図１に実線で示す状態）とに切換可能となっている。つまり、第４四路切換弁（44）は、本発明に係る流路切換手段を構成している。

また、本実施形態では、上述した第４四路切換弁（44）、ガスインジェクション管（61）および第１から第４のガス管（62,63,64,65）が本発明に係る連絡回路（60）を構成している。そして、この連絡回路（60）は、第１状態と第２状態とに切り換わる。つまり、第４四路切換弁（44）が上述した第２状態に切り換わることによって連絡回路（60）が第１状態に切り換わり、第４四路切換弁（44）が上述した第１状態に切り換わることによって連絡回路（60）が第２状態に切り換わる。

上記室外回路（30）には、各種センサや圧力スイッチが設けられている。具体的に、第１吐出管（45a）、第２吐出管（45b）および第３吐出管（45c）における逆止弁（CV）の上流側には、吐出温度センサ（111,112,113）および高圧圧力スイッチ（114,115,116）がそれぞれ設けられている。なお、高圧圧力スイッチ（114,115,116）は、圧縮機（31,32,33）の吐出圧力が所定の高圧になったことを検出するものである。各吐出管（45a,45b,45c）が合流する吐出合流管（45）には、吐出圧力センサ（117）が設けられている。第１吸入管（46）および第３吸入管（48）には、吸入温度センサ（118,119）および吸入圧力センサ（120,121）がそれぞれ設けられている。また、室外熱交換器（34）の近傍には、室外の外気温度を検出する室外温度センサ（122）が設けられている。また、第２液管（52）において、過冷却熱交換器（37）と逆止弁（CV）との間には液温度センサ（123）が設けられている。さらに、第２液管（52）において、逆止弁（CV）の下流側には液圧力センサ（124）が設けられている。液温度センサ（123）および液圧力センサ（124）は、過冷却熱交換器（37）から第２液管（52）に流出した液冷媒の温度および圧力をそれぞれ検出するものである。

〈空調ユニット〉
上記空調ユニット（12）の空調回路（70）には、室内熱交換器（71）および室内膨張弁（72）が設けられている。室内熱交換器（71）は、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器であって、第１利用側熱交換器を構成している。室内熱交換器（71）の近傍には、室内ファン（73）が設けられている。この室内熱交換器（71）では、冷媒と室内ファン（73）が送風する室内空気との間で熱交換が行われる。室内膨張弁（72）は、開度が調節可能な電子膨張弁により構成されている。

上記空調回路（70）では、第１ガス側連絡配管（25）と室内熱交換器（71）の間の配管に第１冷媒温度センサ（131）が、室内熱交換器（71）の伝熱管に第２冷媒温度センサ（132）がそれぞれ設けられている。また、室内熱交換器（71）の近傍には、店内空気の温度を検出する室内温度センサ（125）が設けられている。

〈冷蔵ショーケース〉
上記冷蔵ショーケース（13）の冷蔵回路（80）には、冷蔵熱交換器（81）および冷蔵膨張弁（82）が設けられている。冷蔵熱交換器（81）は、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器であって、第２利用側熱交換器を構成している。冷蔵熱交換器（81）の近傍には、冷蔵ファン（83）が設けられている。この冷蔵熱交換器（81）では、冷媒と冷蔵ファン（83）が送風する庫内空気との間で熱交換が行われる。

上記冷蔵回路（80）では、冷蔵熱交換器（81）の流出側に出口冷媒温度センサ（134）が設けられている。冷蔵膨張弁（82）は、出口冷媒温度センサ（134）の検出温度に応じて開度が調節される感温式膨張弁で構成されている。冷蔵膨張弁（82）の上流側近傍には、開閉自在な電磁弁（SV）が設けられている。また、冷蔵熱交換器（81）の近傍には、冷蔵ショーケース（13）内の庫内空気の温度を検出する庫内温度センサ（135）が設けられている。

〈冷凍ショーケース〉
上記冷凍ショーケース（14）の冷凍回路（90）には、冷凍熱交換器（91）と、冷凍膨張弁（92）と、ブースタ圧縮機（94）とが設けられている。冷凍熱交換器（91）は、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器であって、第３利用側熱交換器を構成している。冷凍熱交換器（91）の近傍には、冷凍ファン（93）が設けられている。この冷凍熱交換器（91）では、冷媒と冷凍ファン（93）が送風する庫内空気との間で熱交換が行われる。

上記冷凍回路（90）では、冷凍熱交換器（91）の流出側に出口冷媒温度センサ（136）が設けられている。冷凍膨張弁（92）は、出口冷媒温度センサ（136）の検出温度に応じて開度が調節される感温式膨張弁で構成されている。冷凍膨張弁（92）の上流側近傍には、開閉自在な電磁弁（SV）が設けられている。また、冷凍熱交換器（91）の近傍には、冷凍ショーケース（14）内の庫内空気の温度を検出する庫内温度センサ（137）が設けられている。

上記ブースタ圧縮機（94）は、高圧ドーム式のスクロール型圧縮機であって、可変容量式の圧縮機を構成している。ブースタ圧縮機（94）の吸入側には吸入管（96）が、吐出側には吐出管（95）が接続されている。吐出管（95）には、ブースタ圧縮機（94）側から順に、高圧圧力スイッチ（138）、油分離器（97）および逆止弁（CV）が設けられている。油分離器（97）には、冷媒から分離した冷凍機油をブースタ圧縮機（94）の吸入側に戻すための油戻し管（98）が接続されている。この油戻し管（98）には、キャピラリーチューブ（98a）が設けられている。

また、上記冷凍回路（90）には、吸入管（96）と吐出管（95）とを接続するバイパス管（99）も設けられている。バイパス管（99）には、逆止弁（CV）が設けられている。バイパス管（99）は、ブースタ圧縮機（94）の故障時等において、吸入管（96）を流れる冷媒をブースタ圧縮機（94）をバイパスさせて吐出管（95）へ送るように構成されている。

また、上記冷凍装置（10）には、冷媒回路（20）に設けられた各機器の運転制御を行うためのコントローラ（100）が設けられている。このコントローラ（100）は、冷媒回路（20）に設けられた各種センサの検出信号が入力されるように構成されている。

−運転動作−
次に、本実施形態に係る冷凍装置（10）の運転動作について説明する。この冷凍装置（10）では、各ショーケース（13,14）の庫内を冷却しながら、空調ユニット（12）で室内を冷房する冷房運転と、各ショーケース（13,14）の庫内を冷却しながら、空調ユニット（12）で室内を暖房する暖房運転とが切換可能となっている。

〈冷房運転〉
ここでは、代表的な冷房運転について図２〜図４を参照しながら説明する。この冷房運転は、第２圧縮機（32）が冷蔵・冷凍用の第２利用系統に用いられる「冷設応援モード」と、第２圧縮機（32）が空調用の第１利用系統に用いられる「空調応援モード」とに切換可能となっている。

−冷設応援モード−
この「冷設応援モード」の冷房運転では、図２に示す「第１冷房運転」と、図３に示す「第２冷房運転」とが切換可能である。第１冷房運転は、第２冷房運転よりも冷蔵・冷凍用の第２利用系統の冷却能力が大きい運転である。

図２に示すように、「第１冷房運転」では、第１四路切換弁（41）と第２四路切換弁（42）が第１状態に設定される。一方、第３四路切換弁（43）は、第２圧縮機（32）が第２利用系統に用いられるように、第１状態に設定される。また、第４四路切換弁（44）は第２状態に設定される。また、室外膨張弁（36）が全閉状態となり、冷蔵回路（80）および冷凍回路（90）の各電磁弁（SV）が開放状態となる。さらに、室内膨張弁（72）と冷蔵膨張弁（82）と冷凍膨張弁（92）との開度がそれぞれ適宜調節される。また、各ファン（40,73,83,93）と３台の圧縮機（31,32,33）とブースタ圧縮機（94）とがそれぞれ運転状態となる。

各圧縮機（31,32,33）で圧縮された冷媒は、吐出合流管（45）で合流した後、第１四路切換弁（41）を通過して室外熱交換器（34）へ流れる。室外熱交換器（34）では、冷媒が室外空気に放熱して凝縮する。室外熱交換器（34）で凝縮した液冷媒は、第１液管（51）およびレシーバ（35）を順に介して第２液管（52）へ流れる。

第２液管（52）に流れた液冷媒は、過冷却熱交換器（37）の高圧側流路（37a）へ
流れる。また、過冷却熱交換器（37）の低圧側流路（37b）には、第２液管（52）の液冷媒から第１分岐管（54）へ分岐して過冷却用膨張弁（38）で減圧された分岐冷媒が流れる。そして、過冷却熱交換器（37）では、低圧側流路（37b）の分岐冷媒が高圧側流路（37a）の液冷媒と熱交換して蒸発し、高圧側流路（37a）の液冷媒が過冷却される。この過冷却された液冷媒は、第２液管（52）から液側連絡配管（24）へ流れる。一方、蒸発した低圧側流路（37b）の冷媒は、ガスインジェクション管（61）へ流れる。また、過冷却用膨張弁（38）は、コントローラ（100）によって、液温度センサ（123）の検出値が所定値になるように開度調節される。

ここで、第４四路切換弁（44）において、第１ポートおよび第４ポートは吐出合流管（45）に連通しているため、第１ガス管（62）の逆止弁（CV）の下流側（図２の左側）には高圧が作用している。したがって、ガスインジェクション管（61）に流れた冷媒は、第１ガス管（62）には流れず全量が第３吸入管（48）へ流れる。

液側連絡配管（24）の液冷媒は、第１液分岐管（24a）と第２液分岐管（24b）と第３液分岐管（24c）とに分流する。

第１液分岐管（24a）に流入した冷媒は、室内膨張弁（72）で減圧された後、室内熱交換器（71）へ流れる。室内熱交換器（71）では、冷媒が室内空気から吸熱して蒸発する。その結果、店内の冷房が行われる。室内熱交換器（71）で蒸発した冷媒は、第１ガス側連絡配管（25）、第１四路切換弁（41）および第２四路切換弁（42）を順に介した後、第３吸入管（48）においてガスインジェクション管（61）からの冷媒と合流する。合流した冷媒は、第３圧縮機（33）へ吸入される。

第２液分岐管（24b）に流入した冷媒は、冷蔵膨張弁（82）で減圧された後、冷蔵熱交換器（81）へ流れる。冷蔵熱交換器（81）では、冷媒が庫内空気から吸熱して蒸発する。その結果、冷蔵ショーケース（13）の庫内の冷却が行われる。この冷蔵ショーケース（13）では、例えば庫内温度が５℃に維持される。冷蔵熱交換器（81）で蒸発した冷媒は、第１ガス分岐管（26a）を通って第２ガス側連絡配管（26）に流入する。

第３液分岐管（24c）に流入した冷媒は、冷凍膨張弁（92）で減圧された後、冷凍熱交換器（91）へ流れる。冷凍熱交換器（91）では、冷媒が庫内空気から吸熱して蒸発する。その結果、冷凍ショーケース（14）の庫内の冷却が行われる。この冷凍ショーケース（14）では、例えば庫内温度が−１０℃に維持される。冷凍熱交換器（91）で蒸発した冷媒は、ブースタ圧縮機（94）で圧縮された後、第２ガス分岐管（26b）を通って第２ガス側連絡配管（26）に流入する。第２ガス側連絡配管（26）で合流した冷媒は、第１吸入管（46）へ流れて、一部が第１圧縮機（31）に吸入され、残りが第３接続管（49c）および第３四路切換弁（43）を介して第２圧縮機（32）に吸入される。

このように、第１冷房運転では、店内を冷房すると同時に、冷蔵ショーケース（13）および冷凍ショーケース（14）を冷却する。また、この第１冷房運転では、過冷却熱交換器（37）で蒸発した分岐冷媒の全部が第３圧縮機（33）へ吸入される。つまり、この分岐冷媒の流量の分だけ空調回路（70）へ供給される冷媒量が減少する。即ち、空調回路（70）における冷媒循環量が減少する。一方、空調回路（70）、冷蔵回路（80）および冷凍回路（90）へそれぞれ供給される液冷媒は、その熱量が過冷却された分だけ増大している。したがって、空調回路（70）では、冷媒量は減少するが、冷媒の熱量が増大しているので、結果として冷房能力はそれ程低下しない。一方、冷蔵回路（80）および冷凍回路（90）では、冷媒量は変化せずに、冷媒の熱量が増大しているので、結果として冷却能力が大幅に増大する。

次に、「第２冷房運転」について説明する。図３に示すように、この「第２冷房運転」では、上述した第１冷房運転の状態において、第４四路切換弁（44）が第１状態に切り換えられ、それ以外はそのままである。

この第２冷房運転では、上記第１冷房運転と同様に、過冷却熱交換器（37）の低圧側流路（37b）で蒸発した冷媒がガスインジェクション管（61）へ流れる。ここで、第４四路切換弁（44）において、第１ポートおよび第３ポートが第１吸入管（46）に連通するため、第１ガス管（62）の逆止弁（CV）の下流側は低圧となる。したがって、ガスインジェクション管（61）に流れた冷媒は、一部が第３吸入管（48）へ流れ、残りが第１ガス管（62）へ流れる。第１ガス管（62）へ流れた冷媒は、第４四路切換弁（44）および第２ガス管（63）を介して第１吸入管（46）へ流れ、第１圧縮機（31）および第２圧縮機（32）へ吸入される。それ以外の冷媒流れは、上記第１冷房運転時と同様である。

このように、第２冷房運転によっても、店内の冷房が行われると同時に、冷蔵ショーケース（13）および冷凍ショーケース（14）の冷却が行われる。また、この第２冷房運転では、過冷却熱交換器（37）で蒸発した分岐冷媒が、第１圧縮機（31）および第２圧縮機（32）と、第３圧縮機（33）とに分流して戻る。つまり、上記第１冷房運転と比べて、空調回路（70）へ供給される冷媒量は増大し、冷蔵回路（80）および冷凍回路（90）へ供給される冷媒量は減少する。したがって、空調回路（70）では、上記第１冷房運転時よりも冷媒循環量が増大した分だけ、冷房能力が増大する。一方、冷蔵回路（80）および冷凍回路（90）では、上記第１冷房運転時よりも冷媒循環量が減少した分だけ、冷却能力が低下する。

−空調応援モード−
次に、「空調応援モード」の冷房運転について説明する。図４に示すように、この冷房運転では、上記「冷設応援モード」の第１冷房運転時の状態において、第３四路切換弁（43）が第２状態に切り換えられるのみで、それ以外はそのままである。

このモードの冷房運転では、室内熱交換器（71）で蒸発した冷媒が第１ガス側連絡配管（25）から第１四路切換弁（41）および第２四路切換弁（42）を順に介して、第３吸入管（48）へ流れる。第３吸入管（48）へ流れた冷媒は、ガスインジェクション管（61）からの冷媒と合流した後、一部が第３圧縮機（33）へ吸入され、残りが第２接続管（49b）および第３四路切換弁（43）を介した後、第２吸入管（47）から第２圧縮機（32）へ吸入される。

また、冷蔵熱交換器（81）および冷凍熱交換器（91）でそれぞれ蒸発した冷媒は、上記「冷設応援モード」と同様に、第２ガス側連絡配管（26）で合流する。第２ガス側連絡配管（26）の冷媒は、第１吸入管（46）へ流れて第１圧縮機（31）のみに吸入される。

そして、第４四路切換弁（44）が第２状態に設定されているため、上記「冷設応援モード」と同様に、過冷却熱交換器（37）の低圧側流路（37b）で蒸発した分岐冷媒の全量がガスインジェクション管（61）から第３吸入管（48）へ流れる。

このように、「空調応援モード」の冷房運転は、上記「冷設応援モード」の第１冷房運転と比べて、第２圧縮機（32）が第１利用系統に用いられている分だけ、空調回路（70）における冷媒循環量が増大する。一方、その分だけ、冷蔵回路（80）および冷凍回路（90）における冷媒循環量が減少する。したがって、上記「冷設応援モード」の第１冷房運転に比べて、空調回路（70）の冷房能力は増大する一方、冷蔵回路（80）および冷凍回路（90）の冷却能力は低下する。

なお、この「空調応援モード」においても、上述した「冷設応援モード」と同様に、第４四路切換弁（44）を第１状態に設定して行う第２冷房運転が可能である。つまり、ガスインジェクション管（61）へ流れた分岐冷媒は、一部が第１圧縮機（31）へ吸入され、残りが第２圧縮機（32）および第３圧縮機（33）に分流して吸入される。この場合、上述した「空調応援モード」の第１冷房運転よりも、空調回路（70）の冷房能力が増大する一方、冷蔵回路（80）および冷凍回路（90）の冷却能力が減少する。

〈暖房運転〉
次に、代表的な暖房運転として、図５に示す「第１暖房運転」と図６に示す「第２暖房運転」についてそれぞれ説明する。第１暖房運転は、第３圧縮機（33）を停止させた状態で第１圧縮機（31）および第２圧縮機（32）を駆動する運転で、第２暖房運転は、３台の圧縮機（31,32,33）を駆動する運転である。つまり、第１暖房運転では店内の暖房能力が不足する場合に、第２暖房運転が行われる。なお、本実施形態では、「第２暖房運転」が本発明に係る所定の運転である。

第１暖房運転および第２暖房運転の何れにおいても、第１四路切換弁（41）が第２状態に、第２四路切換弁（42）が第１状態にそれぞれ設定される。第３四路切換弁（43）は、第１状態に設定される。第４四路切換弁（44）は、第２状態に設定される。また、室外膨張弁（36）が全閉状態となり、冷蔵回路（80）および冷凍回路（90）の各電磁弁（SV）が開放状態となる。さらに、室内膨張弁（72）と冷蔵膨張弁（82）と冷凍膨張弁（92）との開度がそれぞれ適宜調節される。また、各ファン（73,83,93）およびブースタ圧縮機（94）がそれぞれ運転状態となる。なお、室外ファン（40）は停止状態となる。

図５に示すように、「第１暖房運転」では、第１圧縮機（31）および第２圧縮機（32）でそれぞれ圧縮された冷媒が吐出合流管（45）で合流した後、第１四路切換弁（41）から第１ガス側連絡配管（25）へ流れる。第１ガス側連絡配管（25）の冷媒は、室内熱交換器（71）で室内空気へ放熱して凝縮する。その結果、店内の暖房が行われる。室内熱交換器（71）で凝縮した冷媒は、室内膨張弁（72）で減圧された後、第１液分岐管（24a）に流入して第２液分岐管（24b）と第３液分岐管（24c）とに分流する。

第２液分岐管（24b）に流入した冷媒は、冷蔵膨張弁（82）で減圧された後、冷蔵熱交換器（81）へ流れる。冷蔵熱交換器（81）では、冷媒が庫内空気から吸熱して蒸発する。その結果、冷蔵ショーケース（13）の庫内の冷却が行われる。冷蔵熱交換器（81）で蒸発した冷媒は、第１ガス分岐管（26a）を介して第２ガス側連絡配管（26）へ流れる。

第３液分岐管（24c）に流入した冷媒は、冷凍膨張弁（92）で減圧された後、冷凍熱交換器（91）へ流れる。冷凍熱交換器（91）では、冷媒が庫内空気から吸熱して蒸発する。その結果、冷凍ショーケース（14）の庫内の冷却が行われる。冷凍熱交換器（91）で蒸発した冷媒は、ブースタ圧縮機（94）で圧縮された後、第２ガス分岐管（26b）を介して第２ガス側連絡配管（26）へ流れる。第２ガス側連絡配管（26）で合流した冷媒は、第１圧縮機（31）と第２圧縮機（32）とに分流して吸入される。

このように、第１暖房運転では、店内を暖房すると同時に、冷蔵ショーケース（13）および冷凍ショーケース（14）を冷却する。また、この第１暖房運転では、室外熱交換器（34）を用いることなく、第１圧縮機（31）および第２圧縮機（32）の双方の吐出冷媒が室内熱交換器（71）で凝縮し、冷蔵熱交換器（81）および冷凍熱交換器（91）で蒸発する。つまり、この第１暖房運転は、空調ユニット（12）の暖房能力（凝縮熱量）と、冷蔵ショーケース（13）および冷凍ショーケース（14）の冷却能力（蒸発熱量）とがバランスし、１００％の熱回収が行われる運転である。

次に、「第２暖房運転」について説明する。図６に示すように、この「第２暖房運転」では、上記「第１暖房運転」の状態において、第３圧縮機（33）が運転状態になり、それ以外はそのままである。

第１圧縮機（31）、第２圧縮機（32）および第３圧縮機（33）のそれぞれで圧縮された冷媒は、吐出合流管（45）で合流した後、第１四路切換弁（41）から第１ガス側連絡配管（25）へ流れる。第１ガス側連絡配管（25）の冷媒は、室内熱交換器（71）へ流れ、室内空気へ放熱して凝縮する。その結果、店内の暖房が行われる。この運転では、第３圧縮機（33）が追加で運転された分、室内熱交換器（71）における冷媒循環量が上記第１暖房運転に比べて増大するため、暖房能力が増大する。室内熱交換器（71）で凝縮した冷媒は、室内膨張弁（72）で減圧された後、第１液分岐管（24a）に流入する。その後、上記第１暖房運転と同様に、冷蔵熱交換器（81）および冷凍熱交換器（91）のそれぞれで蒸発した冷媒が第２ガス側連絡配管（26）で合流する。

第２ガス側連絡配管（26）の冷媒の一部は、上記第１暖房運転と同様に、第１吸入管（46）および第２吸入管（47）を通じて第１圧縮機（31）および第２圧縮機（32）に吸入される。一方、第２ガス側連絡配管（26）の残りの冷媒は、第１吸入管（46）から連絡回路（60）の第２ガス管（63）へ分岐する。この第２ガス管（63）へ流入した冷媒は、第４ガス管（65）および第１ガス管（62）を順に介して、ガスインジェクション管（61）へ流入する。ガスインジェクション管（61）の冷媒は、第３吸入管（48）を介して第３圧縮機（33）へ吸入される。

このように、第２暖房運転においても、店内の暖房が行われると同時に、冷蔵ショーケース（13）および冷凍ショーケース（14）の冷却が行われる。また、この第２暖房運転では、冷蔵ショーケース（13）および冷凍ショーケース（14）で蒸発した冷媒の一部が連絡回路（60）を通じて第３圧縮機（33）へ吸入される。これにより、室外熱交換器（34）で蒸発させることなく、室内熱交換器（71）で凝縮した冷媒の全量を冷蔵熱交換器（81）および冷凍熱交換器（91）で蒸発させることができる。つまり、この第２暖房運転は、上記第１暖房運転と同様に、空調ユニット（12）の暖房能力（凝縮熱量）と、冷蔵ショーケース（13）および冷凍ショーケース（14）の冷却能力（蒸発熱量）とがバランスし、１００％の熱回収が行われる。

−実施形態１の効果−
以上のように、本実施形態１によれば、３台の圧縮機（31,32,33）を駆動させる第２暖房運転時に、第１吸入管（46）の冷媒が分岐して第３吸入管（48）へ流れる連絡回路（60）を設けるようにした。したがって、冷蔵熱交換器（81）および冷凍熱交換器（91）で蒸発した冷媒の全量を３台の圧縮機（31,32,33）へ吸入させることができる。言い換えれば、室外熱交換器（34）を用いることなく、室内熱交換器（71）で凝縮した冷媒の全量を冷蔵熱交換器（81）および冷凍熱交換器（91）だけで蒸発させることができる。これにより、３台の圧縮機（31,32,33）を駆動した場合でも、空調ユニット（12）の暖房能力（凝縮熱量）と、冷蔵ショーケース（13）および冷凍ショーケース（14）の冷却能力（蒸発熱量）とをバランスさせて１００％の熱回収を行うことができる。その結果、省エネ性が向上する。

また、本実施形態においては、連絡回路（60）によって、過冷却熱交換器（37）で過冷却した後の分岐冷媒の全量が第３吸入管（48）へ流れる第１状態と、上記分岐冷媒の一部が第１吸入管（46）へ流れ且つ残りが第３吸入管（48）へ流れる第２状態とに切換可能に連絡回路（60）を構成するようにした。したがって、空調ユニット（12）の冷房能力、冷蔵ショーケース（13）および冷凍ショーケース（14）の冷却能力を細かく調節することができる。その結果、必要能力にできるだけ合った能力調整が可能となり、一層省エネ性を向上させることができる。

《実施形態２》
本発明の実施形態２について説明する。本実施形態２は、上記実施形態１の連絡回路（60）の構成を変更するようにしたものである。ここでは、上記実施形態１と異なる点について説明する。

図７に示すように、本実施形態の連絡回路（60）は、上記実施形態１と同様のガスインジェクション管（61）と、上記実施形態１とは異なる第１ガス管（62）および第２ガス管（63）とを備えている。

上記第１ガス管（62）は、一端が第１吸入管（46）に接続され、他端がガスインジェクション管（61）に接続されている。第１ガス管（62）には、ガスインジェクション管（61）側から順に、逆止弁（CV）およびキャピラリチューブ（62a）が設けられている。この逆止弁（CV）は、第１吸入管（46）へ向かう冷媒流れのみを許容するものである。第２ガス管（63）は、一端が第１ガス管（62）におけるキャピラリチューブ（62a）の下流側に接続され、他端が第１ガス管（62）における逆止弁（CV）の上流側に接続されている。つまり、第２ガス管（63）は、逆止弁（CV）およびキャピラリチューブ（62a）をバイパスするように第１ガス管（62）に接続されている。この第２ガス管（63）には、ガスインジェクション管（61）へ、即ち第１ガス管（62）の逆止弁（CV）の上流へ向かう冷媒流れのみを許容する逆止弁（CV）が設けられている。つまり、本実施形態の連絡回路（60）は、第４四路切換弁（44）が省略されている。

−運転動作−
次に、本実施形態に係る冷凍装置（10）の運転動作について説明する。ここでは、代表的な「冷房運転」、「第１暖房運転」および「第２暖房運転」について、図８〜図１０を参照しながら説明する。

〈冷房運転〉
この「冷房運転」は、上記実施形態１における冷設応援モードの第２冷房運転（図３）に相当するものである。なお、本実施形態の冷房運転は、上記実施形態１と同様に「冷設応援モード」と「空調応援モード」とに切換可能となっていることは勿論である。

図８に示すように、この冷房運転では、第１四路切換弁（41）と第２四路切換弁（42）が第１状態に設定される。一方、第３四路切換弁（43）は、第１状態に設定される。また、室外膨張弁（36）が全閉状態となり、冷蔵回路（80）および冷凍回路（90）の各電磁弁（SV）が開放状態となる。さらに、室内膨張弁（72）と冷蔵膨張弁（82）と冷凍膨張弁（92）との開度がそれぞれ適宜調節される。また、各ファン（40,73,83,93）と３台の圧縮機（31,32,33）とブースタ圧縮機（94）とがそれぞれ運転状態となる。

各圧縮機（31,32,33）で圧縮された冷媒は、第１四路切換弁（41）を通過して室外熱交換器（34）へ流れる。室外熱交換器（34）では、冷媒が室外空気に放熱して凝縮する。室外熱交換器（34）で凝縮した液冷媒は、第１液管（51）およびレシーバ（35）を順に介して第２液管（52）へ流れる。

第２液管（52）に流れた液冷媒は、過冷却熱交換器（37）の高圧側流路（37a）へ
流れる。また、過冷却熱交換器（37）の低圧側流路（37b）には、第２液管（52）の液冷媒から第１分岐管（54）へ分岐して過冷却用膨張弁（38）で減圧された分岐冷媒が流れる。そして、過冷却熱交換器（37）では、低圧側流路（37b）の分岐冷媒が高圧側流路（37a）の液冷媒と熱交換して蒸発し、高圧側流路（37a）の液冷媒が過冷却される。この過冷却された液冷媒は、第２液管（52）から液側連絡配管（24）へ流れる。一方、蒸発した低圧側流路（37b）の分岐冷媒は、連絡回路（60）のガスインジェクション管（61）へ流れる。なお、過冷却用膨張弁（38）は、コントローラ（100）によって、液温度センサ（123）の検出値が所定値になるように開度調節される。

液側連絡配管（24）の液冷媒は、上記実施形態１の第２冷房運転と同様に、室内熱交換器（71）、冷蔵熱交換器（81）および冷凍熱交換器（91）へ分流し、それぞれにおいて蒸発する。これにより、店内の冷房と、冷蔵ショーケース（13）および冷凍ショーケース（14）の冷却とが行われる。

室内熱交換器（71）で蒸発した冷媒は、第１ガス側連絡配管（25）、第１四路切換弁（41）および第２四路切換弁（42）を順に介した後、第３吸入管（48）から第３圧縮機（33）へ吸入される。冷蔵熱交換器（81）および冷凍熱交換器（91）でそれぞれ蒸発した冷媒は、第２ガス側連絡配管（26）で合流する。合流後の冷媒は、第１吸入管（46）へ流れて、一部が第１圧縮機（31）に吸入され、残りが第３接続管（49c）および第３四路切換弁（43）を介して第２圧縮機（32）に吸入される。

一方、ガスインジェクション管（61）へ流入した分岐冷媒の一部は、第１ガス管（62）を介して第１吸入管（46）へ流れ、第１圧縮機（31）および第２圧縮機（32）へ吸入される。ガスインジェクション管（61）の分岐冷媒の残りは、第３吸入管（48）へ流れて第３圧縮機（33）へ吸入される。

このように、冷房運転では、店内の冷房が行われると同時に、冷蔵ショーケース（13）および冷凍ショーケース（14）の冷却が行われる。また、この冷房運転では、過冷却熱交換器（37）で蒸発した分岐冷媒が、第１圧縮機（31）および第２圧縮機（32）と、第３圧縮機（33）とに分流して戻る。したがって、上記実施形態１の第２冷房運転と同様の作用効果を奏する。

〈暖房運転〉
次に、第１暖房運転および第２暖房運転について順に説明する。第１暖房運転は、図９に示すように、上記実施形態１の第１暖房運転（図５）に相当し、第１圧縮機（31）および第２圧縮機（32）が運転される。第２暖房運転は、図１０に示すように、上記実施形態１の第２暖房運転（図６）に相当し、３台の圧縮機（31,32,33）が運転される。

第１暖房運転および第２暖房運転の何れにおいても、第１四路切換弁（41）が第２状態に、第２四路切換弁（42）が第１状態にそれぞれ設定される。第３四路切換弁（43）は、第１状態に設定される。また、室外膨張弁（36）が全閉状態となり、冷蔵回路（80）および冷凍回路（90）の各電磁弁（SV）が開放状態となる。さらに、室内膨張弁（72）と冷蔵膨張弁（82）と冷凍膨張弁（92）との開度がそれぞれ適宜調節される。また、各ファン（73,83,93）およびブースタ圧縮機（94）がそれぞれ運転状態となる。なお、室外ファン（40）は停止状態となる。

図９に示すように、「第１暖房運転」では、第１圧縮機（31）および第２圧縮機（32）でそれぞれ圧縮された冷媒が吐出合流管（45）で合流した後、第１四路切換弁（41）から第１ガス側連絡配管（25）へ流れる。第１ガス側連絡配管（25）の冷媒は、室内熱交換器（71）で室内空気へ放熱して凝縮する。その結果、店内の暖房が行われる。室内熱交換器（71）で凝縮した冷媒は、室内膨張弁（72）で減圧された後、第１液分岐管（24a）に流入して第２液分岐管（24b）と第３液分岐管（24c）とに分流する。

第２液分岐管（24b）に流入した冷媒は、冷蔵膨張弁（82）で減圧された後、冷蔵熱交換器（81）へ流れる。冷蔵熱交換器（81）では、冷媒が庫内空気から吸熱して蒸発する。その結果、冷蔵ショーケース（13）の庫内の冷却が行われる。冷蔵熱交換器（81）で蒸発した冷媒は、第１ガス分岐管（26a）を介して第２ガス側連絡配管（26）へ流れる。

第３液分岐管（24c）に流入した冷媒は、冷凍膨張弁（92）で減圧された後、冷凍熱交換器（91）へ流れる。冷凍熱交換器（91）では、冷媒が庫内空気から吸熱して蒸発する。その結果、冷凍ショーケース（14）の庫内の冷却が行われる。冷凍熱交換器（91）で蒸発した冷媒は、ブースタ圧縮機（94）で圧縮された後、第２ガス分岐管（26b）を介して第２ガス側連絡配管（26）へ流れる。第２ガス側連絡配管（26）で合流した冷媒は、第１圧縮機（31）と第２圧縮機（32）とに分流して吸入される。

このように、第１暖房運転では、上記実施形態１と同様に、室外熱交換器（34）を用いることなく、第１圧縮機（31）および第２圧縮機（32）の双方の吐出冷媒が室内熱交換器（71）で凝縮し、冷蔵熱交換器（81）および冷凍熱交換器（91）で蒸発する。つまり、空調ユニット（12）の暖房能力（凝縮熱量）と、冷蔵ショーケース（13）および冷凍ショーケース（14）の冷却能力（蒸発熱量）とがバランスし、１００％の熱回収が行われる。

次に、図１０に示すように、「第２暖房運転」では、上記「第１暖房運転」の状態において、第３圧縮機（33）が運転状態になり、それ以外はそのままである。

第１圧縮機（31）、第２圧縮機（32）および第３圧縮機（33）のそれぞれで圧縮された冷媒は、第１四路切換弁（41）および第１ガス側連絡配管（25）を介して、室内熱交換器（71）へ流れる。室内熱交換器（71）では、冷媒が室内空気へ放熱して凝縮する。その結果、店内の暖房が行われる。室内熱交換器（71）で凝縮した冷媒は、室内膨張弁（72）で減圧された後、第１液分岐管（24a）に流入する。その後、上記第１暖房運転と同様に、冷蔵熱交換器（81）および冷凍熱交換器（91）のそれぞれで蒸発した冷媒が第２ガス側連絡配管（26）で合流する。

第２ガス側連絡配管（26）の冷媒の一部は、上記第１暖房運転と同様に、第１吸入管（46）および第２吸入管（47）を通じて第１圧縮機（31）および第２圧縮機（32）に吸入される。一方、第２ガス側連絡配管（26）の残りの冷媒は、第１吸入管（46）から連絡回路（60）の第１ガス管（62）へ分岐する。この第１ガス管（62）へ流入した冷媒は、第２ガス管（63）を通ってガスインジェクション管（61）へ流入する。ガスインジェクション管（61）の冷媒は、第３吸入管（48）を介して第３圧縮機（33）へ吸入される。

このように、第２暖房運転では、冷蔵ショーケース（13）および冷凍ショーケース（14）で蒸発した冷媒の一部が連絡回路（60）を通じて第３圧縮機（33）へ吸入される。これにより、室外熱交換器（34）で蒸発させることなく、室内熱交換器（71）で凝縮した冷媒の全量を冷蔵熱交換器（81）および冷凍熱交換器（91）で蒸発させることができる。つまり、この第２暖房運転は、上記第１暖房運転と同様に、空調ユニット（12）の暖房能力（凝縮熱量）と、冷蔵ショーケース（13）および冷凍ショーケース（14）の冷却能力（蒸発熱量）とがバランスし、１００％の熱回収が行われる。

以上のように、本実施形態においても、上記実施形態１と同様に、３台の圧縮機（31,32,33）を駆動させる第２暖房運転時に、冷蔵熱交換器（81）および冷凍熱交換器（91）で蒸発した冷媒の全量を３台の圧縮機（31,32,33）へ吸入させることができる。これにより、３台の圧縮機（31,32,33）を駆動した場合でも、空調ユニット（12）の暖房能力（凝縮熱量）と、冷蔵ショーケース（13）および冷凍ショーケース（14）の冷却能力（蒸発熱量）とをバランスさせて１００％の熱回収を行うことができる。その結果、省エネ性が向上する。

しかも、本実施形態の連絡回路（60）は、第４四路切換弁（44）を用いていないので、簡易な構成とすることができ、冷凍装置（10）を小型化を図ることができる。その他の構成、作用および効果は、上記実施形態１と同様である。

以上説明したように、本発明は、空調専用の圧縮機と、冷却専用の圧縮機と、空調用と冷却用とに切り換えて運転される応援用の圧縮機とが並列に接続された冷凍装置として有用である。

実施形態１に係る冷凍装置の構成を示す配管系統図である。 実施形態１に係る冷設応援モードの第１冷房運転時の冷媒流れを示す配管系統図である。 実施形態１に係る冷設応援モードの第２冷房運転時の冷媒流れを示す配管系統図である。 実施形態１に係る空調応援モードの第１冷房運転時の冷媒流れを示す配管系統図である。 実施形態１に係る第１暖房運転時の冷媒流れを示す配管系統図である。 実施形態１に係る第２暖房運転時の冷媒流れを示す配管系統図である。 実施形態２に係る冷凍装置の構成を示す配管系統図である。 実施形態２に係る冷設応援モードの冷房運転時の冷媒流れを示す配管系統図である。 実施形態２に係る第１暖房運転時の冷媒流れを示す配管系統図である。 実施形態２に係る第２暖房運転時の冷媒流れを示す配管系統図である。

符号の説明

10 冷凍装置
20 冷媒回路
30 室外回路（熱源側回路）
31 第１圧縮機（圧縮機構）
32 第２圧縮機（圧縮機構）
33 第３圧縮機（圧縮機構）
37 過冷却熱交換器
44 第４四路切換弁（流路切換手段）
52 第２液管（液管）
54 第１分岐管（過冷却用通路）
60 連絡回路
61 ガスインジェクション管
62 第１ガス管
62a キャピラリチューブ
63 第２ガス管
64 第３ガス管
65 第４ガス管
70 空調回路（第１利用側回路）
71 室内熱交換器（利用側熱交換器）
80 冷蔵回路（第２利用側回路）
81 冷蔵熱交換器（利用側熱交換器）
CV 逆止弁

Claims (5)

1. 圧縮機構を有する熱源側回路（30）に、利用側熱交換器（71,81）を有する第１利用側回路（70）および第２利用側回路（80）が接続されて冷凍サイクルを行う冷媒回路（20）を備え、
   上記圧縮機構は、吸入側が上記第１利用側回路（70）に接続される第３圧縮機（33）と、吸入側が第２利用側回路（80）に接続される第１圧縮機（31）と、吸入側が上記第１利用側回路（70）と第２利用側回路（80）とに切換可能に接続される応援用の第２圧縮機（32）とが互いに並列に接続されている冷凍装置であって、
   上記圧縮機構の吐出冷媒が上記第１利用側回路（70）の利用側熱交換器（71）で凝縮した後上記第２利用側回路（80）の利用側熱交換器（81）で蒸発して上記第１圧縮機（31）の吸入側へ戻る所定の運転時に、該第１圧縮機（31）の吸入側の冷媒の一部が上記第３圧縮機（33）の吸入側へ流れる連絡回路（60）を備えている
   ことを特徴とする冷凍装置。
2. 請求項１において、
   上記第１利用側回路（70）と第２利用側回路（80）とに分岐して供給される液冷媒が流れる上記冷媒回路（20）の液管（52）に設けられ、該液管（52）の液冷媒を過冷却するための過冷却熱交換器（37）と、
   上記液管（52）の液冷媒から分岐した分岐冷媒によって上記液管（52）の液冷媒を過冷却するように、上記分岐冷媒が上記液管（52）から分岐して上記過冷却熱交換器（71）へ流れるための過冷却用通路（54）とを備える一方、
   上記連絡回路（60）は、上記所定の運転以外の運転時に上記過冷却用通路（54）の過冷却後の分岐冷媒が第３圧縮機（33）の吸入側に流れるガスインジェクション管（61）を備え、上記所定の運転時には上記第１圧縮機（31）の吸入側の冷媒の一部が上記ガスインジェクション管（61）を通じて上記第３圧縮機（33）の吸入側へ流れるように構成されている
   ことを特徴とする冷凍装置。
3. 請求項２において、
   上記連絡回路（60）は、上記所定の運転以外の運転時に、上記過冷却用通路（54）の過冷却後の分岐冷媒の全量が上記ガスインジェクション管（61）を通じて上記第３圧縮機（33）の吸入側に流れる第１状態と、上記過冷却用通路（54）の過冷却後の分岐冷媒の一部が上記ガスインジェクション管（61）から分岐して上記第１圧縮機（31）の吸入側に流れ且つ残りが上記第３圧縮機（33）の吸入側に流れる第２状態とに切り換える流路切換手段（44）を備えている
   ことを特徴とする冷凍装置。
4. 請求項３において、
   上記連絡回路（60）の流路切換手段（44）は、４つのポートのうち第２ポートが閉鎖された四路切換弁であり、
   上記連絡回路（60）は、
   上記ガスインジェクション管（61）から分岐して上記四路切換弁の第１ポートに接続され、且つ、該第１ポートへ向かう冷媒流れのみを許容する逆止弁（CV）を有する第１ガス管（62）と、
   上記第１圧縮機（31）の吸入側から分岐して上記四路切換弁の第３ポートに接続される第２ガス管（63）と、
   上記四路切換弁の第４ポートに接続され上記圧縮機構の吐出側に連通する第３ガス管（64）と、
   上記第１ガス管（62）の逆止弁（CV）の下流と上記第２ガス管（63）との間に接続され、且つ、上記第１ガス管（62）へ向かう冷媒流れのみを許容する逆止弁（CV）を有する第４ガス管（65）とを備えている
   ことを特徴とする冷凍装置。
5. 請求項２において、
   上記連絡回路（60）は、
   上記第１圧縮機（31）の吸入側から分岐して上記ガスインジェクション管（61）に接続され、且つ、該ガスインジェクション管（61）側から順に、上記第１圧縮機（31）の吸入側へ向かう冷媒のみを許容する逆止弁（CV）およびキャピラリチューブ（62a）を有する第１ガス管（62）と、
   上記第１ガス管（62）の逆止弁（CV）およびキャピラリチューブ（62a）をバイパスするように上記第１ガス管（62）に接続され、且つ、上記第１ガス管（62）の逆止弁（CV）の上流に向かう冷媒流れのみを許容する逆止弁（CV）を有する第２ガス管（63）とを備えている
   ことを特徴とする冷凍装置。

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